Mecanica

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MECÂNICA DOS FLUIDOS

Wilson Akashi

Capítulo 1

• Introdução
• Definição de Fluido
• Propriedades


1. Introdução - Aplicações

Mecânica dos fluidos é a ciência que tem por objetivo o estudo do comportamento

físico dos fluidos e das leis que regem este comportamento.

Aplicações:
← Ação de fluidos sobre superfícies submersas. Ex.: barragens.
←Equilíbrio de corpos flutuantes. Ex.: embarcações.
← Ação do vento sobre construções civis.
← Estudos de lubrificação.
← Transporte de sólidos por via pneumática ou hidráulica. Ex.: elevadores
← hidráulicos.
← Cálculo de instalações hidráulicas. Ex.: instalação de recalque.
← Cálculo de máquinas hidráulicas. Ex.: bombas e turbinas.
← Instalações de vapor.Ex.: caldeiras.
← Ação de fluidos sobre veículos (Aerodinâmica).

2. Definição de fluido

Fluido é uma substância que não tem forma própria, e que, se estiver em repouso,

não resiste a tensões de cisalhamento.

Estado físico dos fluidos: Líquido e Gasoso
[pic]
| | ||
|Sólido |Líquido |Gás |
|Mantém sua forma, independente do recipiente. |Assume a forma do recipiente, |Expande-se ocupando todo o recipiente fechado. |
||mantendo uma superfície livre. | |
|Moléculas presas em uma estrutura por grandes forças |Embora apresente grandes forças intermoleculares, |Pequenas forças de interação entre as moléculas, exceto |
|intermoleculares. |estas apresentam boamobilidade. |nas colisões. |
|Altas densidades. ρFe= 7700 kg/m3. |Médias densidades ρágua= 100 0 kg/m3. |Baixas densidades ρar= 1,2 kg/m3 (nível do mar). |



Pressão (p) e Tensão de Cisalhamento (ζ)
[pic] [pic]



[pic]Superfície



e



onde A é a área da superfície da placa

3. Propriedades
• Viscosidade absoluta ou dinâmica (μ)
Princípio da aderência:
As partículas fluidas junto ás superfícies sólidas adquirem as velocidades dos pontos
das superfícies com as quais estão em contato.

[pic]
Junto à placa superior as partículas do fluido têm velocidade diferente dezero.
Junto à placa inferior as partículas têm velocidade nula.
Entre as partículas de cima e as de baixo existirá atrito, que por ser uma força tangencial formará tensões de cisalhamento, com sentido contrário ao do movimento, como a força de atrito.
As tensões de cisalhamento agirão em todas as camadas fluidas e, evidentemente, naquela junto à placa superior, dando origem a uma
força opostaao movimento da placa superior.

[pic] [pic][pic]
Quando τ ’ F, a placa superior adquirirá movimento uniforme, com velocidade
constante V0 .

[pic]

Lei de Newton:
A tensão de cisalhamento τ é proporcional ao gradiente de velocidade dv/dy.
O coeficiente de proporcionalidade μ: viscosidade absoluta ou dinâmica.

∴ τ ’ μ dv/dy

FluidosNewtonianos: os que seguem a Lei de Newton. Simplificação prática:
Como ε é muito pequeno, na prática admite-se distribuição linear de velocidades,
segundo a normal às placas.



























Vo


y + Δy v + Δv
y...
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